FR3081986A1 - Boite collectrice pour un echangeur de chaleur. - Google Patents

Abstract

Boîte collectrice (200) pour un échangeur de chaleur, la boîte collectrice (200) comprenant au moins une plaque collectrice (230) et un couvercle (220), la boîte collectrice (200) comprenant au moins un moyen de solidarisation (300) du couvercle (220) sur la plaque collectrice (230), caractérisé en ce que la boîte collectrice (200) comprend au moins un moyen de reprise d'effort (301) et en ce que le moyen de reprise d'effort (301) s'étend sur au moins un premier plan (P3) distinct d'un deuxième plan (P4) dans lequel s'inscrit le moyen de solidarisation (300).

Description

La présente invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur, et plus particulièrement des échangeurs de chaleur destinés aux véhicules automobiles.

Un véhicule automobile est classiquement équipé de plusieurs échangeurs de chaleur destinés au traitement thermique de divers éléments du véhicule. Par exemple, ces échangeurs de chaleur peuvent être destinés au traitement thermique d’un moteur de ce véhicule, de dispositifs de stockage électrique, d’un air de suralimentation destiné au moteur ou encore d’un flux d’air destiné à être envoyé dans l’habitacle du véhicule.

De façon connue, ces échangeurs de chaleur comprennent un faisceau d’échange de chaleur dans lequel circule un premier fluide et une boîte collectrice au moins configurée pour répartir ce premier fluide de façon homogène dans le faisceau d’échange de chaleur. Classiquement, ce faisceau d’échange de chaleur est traversé par un deuxième fluide apte à échanger des calories avec le premier fluide qui circule dans ce faisceau d’échange de chaleur. La boîte collectrice comprend généralement une plaque collectrice raccordée au faisceau d’échange de chaleur, ainsi qu’un couvercle serti sur cette plaque collectrice.

Les boîtes collectrices de ces échangeurs de chaleur ont vu leur taille considérablement augmenter. Il en résulte que le volume de ces boîtes collectrices est important et que la quantité de premier fluide présent dans ce volume est également importante. Un inconvénient de cette situation réside dans le fait que la pression exercée par ce premier fluide sur le couvercle et la plaque collectrice est de plus en plus importante et peut alors résulter en une désolidarisation du couvercle par rapport à la plaque collectrice.

La présente invention vise à résoudre cet inconvénient en proposant un moyen simple et peu coûteux permettant de réduire la force exercée sur les points de sertissage, de sorte que le couvercle soit durablement maintenu sur la plaque collectrice. La force qui résulte du volume important de la boîte collectrice n’est plus seulement absorbée par les points de sertissage. Cette force est ainsi reprise par des moyens supplémentaires astucieusement positionnés à la liaison de la plaque collectrice avec le couvercle.

Un objet de la présente invention concerne ainsi une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur, la boîte collectrice comprenant au moins une plaque collectrice et un couvercle, la boîte collectrice comprenant au moins un moyen de solidarisation du couvercle sur la plaque collectrice. Selon l’invention, la boîte collectrice comprend au moins un moyen de reprise d’effort qui s’étend sur au moins un premier plan distinct d’un deuxième plan dans lequel s’inscrit le moyen de solidarisation. On comprend que le moyen de reprise d’effort permet d’augmenter une surface de contact entre le couvercle et la plaque collectrice de sorte que la force exercée par chacune de ces pièces sur l’autre est ainsi répartie sur une surface plus importante. Avantageusement, cela permet de limiter les contraintes mécaniques supportées par le moyen de solidarisation et ainsi de pérenniser le maintien du couvercle sur la plaque collectrice.

Selon une caractéristique de la présente invention, le premier plan et le deuxième plan sont parallèles à +/- 15°. Autrement dit, un angle formé entre ce premier plan et ce deuxième plan est compris entre 0° et 30°.

Selon l’invention, le moyen de solidarisation comprend au moins une griffe ménagée sur la plaque collectrice, cette griffe étant rabattue contre le couvercle. Avantageusement, le moyen de solidarisation comprend une pluralité de griffes rabattues contre le couvercle. Par exemple, un bord d’étanchéité peut être ménagé sur un pourtour du couvercle, la griffe étant rabattue contre une face supérieure de ce bord d’étanchéité. On entend par « ménagé sur un pourtour du couvercle», le fait que ce bord d’étanchéité forme une bande qui s’étend sur tout un périmètre du couvercle. Avantageusement, ce bord d’étanchéité peut border une face inférieure du couvercle, c’est-à-dire une face de ce couvercle qui fait face à la plaque collectrice. La face supérieure du bord d’étanchéité correspond quant à elle à une face de ce bord d’étanchéité tournée à l’opposé de la plaque collectrice.

Selon l’invention, le moyen de reprise d’effort comprend au moins une butée agencée en appui d’au moins un bord délimitant au moins partiellement une cavité. Cette cavité peut être débouchante ou non débouchante. Par exemple, la butée est formée par une face d’une dent ménagée sur le couvercle et la cavité est quant à elle ménagée dans la plaque collectrice. Avantageusement, le moyen de reprise d’effort comprend une pluralité de butées, chacune agencée en appui d’un bord qui lui est propre. En d’autres termes, la boîte collectrice peut comprendre une pluralité de dents et une pluralité de cavités, chaque dent présentant au moins une face agencée en appui d’un bord qui participe à délimiter l’une des cavités. On comprend donc que chaque dent est ainsi, au moins partiellement, reçue dans une cavité.

Selon une caractéristique de la présente invention, au moins une cavité est ménagée entre la griffe et une face inférieure de la plaque collectrice. On entend par « face inférieure de la plaque collectrice » une face de cette plaque collectrice tournée vers un environnement extérieur à la boîte collectrice. Avantageusement, chaque cavité est ménagée entre la face inférieure de la plaque collectrice et une griffe. En d’autres termes, un couple formé par une dent dont une face est en appui contre un bord délimitant, au moins partiellement, la cavité est aligné avec une griffe.

Selon l’invention, la plaque collectrice et le couvercle délimitent un espace interne de la boîte collectrice, le bord d’étanchéité ménagé sur le couvercle comprend une première face latérale tournée vers l’espace interne et une deuxième face latérale tournée vers un environnement extérieur au couvercle, la dent étant ménagée sur la deuxième face latérale du bord d’étanchéité.

Selon une caractéristique de la présente invention, la griffe - ou la pluralité de griffe - est ménagée sur une paroi de la plaque collectrice qui délimite au moins partiellement une goulotte dans laquelle est reçue au moins partiellement une face inférieure du couvercle. Avantageusement, les cavités dans lesquelles sont logées les dents sont alors ménagées dans la paroi participant à délimiter la goulotte.

Selon un aspect de l’invention, la plaque collectrice et le bord d’étanchéité du couvercle peuvent présenter, chacune, une forme rectangulaire, ou sensiblement rectangulaire, c’est-à-dire que la plaque collectrice comprend alors deux côtés longitudinaux et deux côtés transversaux et que le bord d’étanchéité comprend quant à lui deux grands côtés et deux petits côtés. Selon cet aspect de l’invention, chaque dent est alors ménagée sur l’un des grands côtés du bord d’étanchéité du couvercle et chaque cavité étant ménagée dans l’un des côtés longitudinaux de la plaque collectrice. Les petits côtés du bord d’étanchéité du couvercle et/ou les côtés transversaux de la plaque collectrice peuvent comprendre au moins un couple formé par une dent et une cavité. Alternativement, ces petits côtés et ces côtés transversaux sont dépourvus de ce couple formé par une dent et une cavité.

Avantageusement, le moyen de reprise d’effort forme également un moyen de préassemblage du couvercle sur la plaque collectrice. On entend par « moyen de préassemblage », le fait que ce moyen de reprise d’effort assure une liaison mécanique entre le couvercle et la plaque collectrice, avant que le moyen de solidarisation ne soit mis en œuvre, c’est-à-dire avant que les griffes participant à former ce moyen de solidarisation ne soient rabattues sur le couvercle, et plus précisément sur la face supérieure du bord d’étanchéité de ce couvercle. On comprend que ce pré-assemblage facilite la mise en œuvre de ce moyen de solidarisation, notamment en évitant que le couvercle et la plaque collectrice ne se séparent pendant cette mise en œuvre.

Selon un exemple de réalisation de la présente invention, au moins le couvercle est réalisé en un matériau métallique. Avantageusement, au moins le couvercle est réalisé en un matériau synthétique. L’utilisation de matériau synthétique permet avantageusement de réduire le poids total de la boîte collectrice de sorte à l’adapter aux contraintes de la construction automobile qui exigent des véhicules toujours plus légers dans le but de réduire au maximum la consommation énergétique de tels véhicules.

De façon avantageuse, un dispositif d’étanchéité est agencé entre un fond de la goulotte et une face inférieure du bord d’étanchéité du couvercle. Ce dispositif d’étanchéité permet d’éviter toute fuite d’un premier fluide circulant dans la boîte collectrice. Ce dispositif d’étanchéité peut par exemple être un joint torique.

La présente invention concerne également un échangeur de chaleur pour véhicule automobile, comprenant au moins une boîte collectrice selon l’invention et un faisceau d’échange de chaleur solidaire de la plaque collectrice de la boîte collectrice. Le faisceau d’échange de chaleur peut être brasé sur la plaque collectrice. Selon l’invention, ce faisceau d’échange de chaleur peut par exemple être réalisé par un empilement de tubes plats, cet empilement de tubes plats étant réalisé de sorte à permettre la circulation du premier fluide dans ces tubes plats. Le faisceau d’échange de chaleur est en outre configuré pour être traversé par un deuxième fluide configuré pour échanger des calories avec le premier fluide. Cet échange de chaleur est renforcé par la présence des dispositifs de dissipation thermique, indifféremment un intercalaire ou une ailette. Avantageusement, la boîte collectrice selon la présente invention permet de répartir le premier fluide circulant dans son espace interne de façon homogène dans l’ensemble des tubes plats de ce faisceau d’échange de chaleur.

Avantageusement, l’échangeur de chaleur selon la présente invention présente plusieurs applications. Par exemple, cet échangeur de chaleur peut être destiné au traitement thermique d’un air de suralimentation d’un moteur à combustion interne turbocompressé du véhicule, d’un flux d’air destiné à être envoyé dans l’habitacle du véhicule, ou encore d’un dispositif de stockage électrique configuré pour alimenter électriquement au moins un élément d’une chaîne de traction électrique du véhicule concerné. Par conséquent, le premier fluide circulant dans le faisceau d’échange de chaleur peut être un fluide réfrigérant, c’est-à-dire un fluide configuré pour opérer un transfert de calories en changeant d’état, un fluide caloporteur, c’est-à-dire un fluide configuré pour capter, transporter et transférer des calories, ou encore un flux d’air d’admission du moteur à combustion interne. Le deuxième fluide traversant ce faisceau d’échange de chaleur et configuré pour échanger des calories avec le premier fluide pourra par exemple être un flux d’air, alors distinct du flux d’air destiné à la suralimentation du moteur. Alternativement, ce deuxième fluide peut par exemple être de l’eau glycolée.

D’autres caractéristiques, détails et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec les différents exemples de réalisation décrits et illustrés sur les figures suivantes :

- la figure 1 est une représentation schématique d’un échangeur de chaleur comprenant au moins une boîte collectrice selon la présente invention ;

- la figure 2 est une vue en perspective d’une boîte collectrice selon l’invention, cette boîte collectrice comprenant au moins une plaque collectrice et un couvercle solidaires l’un de l’autre ;

- la figure 3 représente en perspective une portion du couvercle grâce à laquelle celui-ci peut être solidarisé sur la plaque collectrice ;

- la figure 4 illustre en perspective une portion la plaque collectrice de la boîte collectrice selon l’invention ;

- la figure 5 est une vue en coupe transversale de la plaque collectrice de la boîte collectrice selon l’invention ;

- la figure 6 est une vue en coupe transversale d’une portion de la boîte collectrice selon l’invention au niveau de laquelle le couvercle et la plaque collectrice sont solidarisées ;

- la figure 7 est une vue en coupe transversale de la portion de la boîte collectrice illustrée sur la figure 6, selon une variante de réalisation de la présente invention.

Dans la suite de la description, les termes « supérieur », « inférieur » et « latéral » se réfèrent à une orientation arbitraire de la boîte collectrice selon l’invention, cette orientation correspondant à l’orientation de cette boîte collectrice sur les figures. Les termes « longitudinal », « vertical » et « transversal » se réfèrent quant à eux à un trièdre L, V, T représenté sur les figures, une direction longitudinale étant une direction parallèle à un axe longitudinal L de ce trièdre, une direction verticale étant une direction parallèle à un axe vertical V du trièdre et une direction transversale étant une direction parallèle à un axe transversal T de ce trièdre.

Les coupes transversales auxquelles il est fait référence ci-dessous sont des coupes réalisées selon un plan dans lequel s’inscrivent l’axe vertical V et l’axe transversal T du trièdre représenté sur les figures.

La figure 1 illustre de façon schématique un échangeur de chaleur 100 selon la présente invention et destiné à être monté sur un véhicule, par exemple un véhicule automobile. Tel qu’illustré, cet échangeur de chaleur 100 comprend un faisceau d’échange de chaleur 110 et au moins une boîte collectrice 200 selon l’invention. En l’espèce, l’échangeur de chaleur 100 tel que représenté comprend deux boîtes collectrices 200, 120, une seule d’entre elles étant réalisée selon la présente invention, l’invention couvrant également le cas où les deux boîtes collectrices de l’échangeur de chaleur 100 sont conformes à l’invention.

Nous allons, dans un premier temps, décrire le fonctionnement général d’un tel échangeur de chaleur 100. Tel qu’illustré, la boîte collectrice 200 selon l’invention comprend par exemple un conduit d’admission 210 par lequel un premier fluide rejoint un espace interne 400 de cette boîte collectrice 200. Cette boîte collectrice 200 est alors configurée pour répartir ce premier fluide de façon homogène dans le faisceau d’échange de chaleur 110. Autrement dit, le premier fluide est un fluide apte à circuler dans le faisceau d’échange de chaleur 110. Ce premier fluide peut par exemple être un fluide réfrigérant, c’est-à-dire un fluide configuré pour opérer un transfert de calories lorsqu’il change d’état, un fluide caloporteur, c’est-à-dire un fluide configuré pour capter, transporter et céder des calories, ou encore un flux d’air destiné à la suralimentation d’un moteur à combustion interne du véhicule équipé d’un tel échangeur de chaleur 100.

Par ailleurs, ce faisceau d’échange de chaleur 110 est configuré pour être traversé par un deuxième fluide, par exemple un flux d’air extérieur au véhicule, un flux d’air interne du véhicule, ou encore un fluide liquide tel que de l’eau glycolée. En tout état de cause, ce deuxième fluide est choisi pour sa capacité à échanger des calories avec le premier fluide qui circule dans le faisceau d’échange de chaleur 110. Un tel échangeur de chaleur est classiquement agencé sur un circuit dans lequel circule le premier fluide, quel qu’il soit, et on comprend donc qu’une fois l’échange de chaleur réalisé, ce premier fluide quitte le faisceau d’échange de chaleur 110 et rejoint l’autre boîte collectrice 120 avant de quitter l’échangeur de chaleur 100 pour rejoindre ledit circuit.

Afin d’optimiser l’échange de calories entre le premier fluide et le deuxième fluide, le faisceau d’échange de chaleur 110 est réalisé en un matériau thermiquement conducteur, par exemple en métal, et peut par exemple comprendre de l’aluminium. Ce faisceau d’échange de chaleur 110 peut par exemple être formé par une pluralité de tubes plats empilés le long d’une direction longitudinale parallèle à l’axe longitudinal L. Il est entendu que cet exemple n’est pas limitatif et que ce faisceau d’échange de chaleur 110 peut être réalisé selon n’importe quelle technique connue sans sortir du contexte de la présente invention.

Avantageusement, des dispositifs de dissipation thermique peuvent être intercalés entre ces tubes plats de sorte à améliorer l’échange de calories qui s’y produit. Par exemple, ces dispositifs de dissipation thermique peuvent prendre la forme d’ailettes ou d’intercalaires.

Tel que schématisé sur la figure 1, la boîte collectrice 200 selon l’invention comprend au moins un couvercle 220 solidaire d’une plaque collectrice 230, ce couvercle 220 et cette plaque collectrice 230 délimitant ensemble l’espace interne 400 de la boîte collectrice 200 dans lequel circule une partie du premier fluide présent dans l’échangeur de chaleur 100. Tel que cela sera plus amplement détaillé ci-après, la boîte collectrice 200 selon l’invention comprend ainsi au moins un moyen de solidarisation du couvercle 220 sur la plaque collectrice 230. Par exemple, le couvercle 220 peut être serti sur la plaque collectrice 230. Le couvercle 220 et la plaque collectrice 230 sont ainsi reliés par une plaque liaison mécanique réversible. Ce moyen de solidarisation comprend ainsi au moins une griffe, et avantageusement des griffes 232 ménagées sur la plaque collectrice et destinées à être rabattues sur le couvercle 230 de sorte à solidariser ce couvercle 220 et cette plaque collectrice 230 ensemble. Sur la figure 1, la plaque collectrice 230 et le couvercle 220 sont représentés solidaires de sorte que ces griffes 232 sont représentées rabattues. On remarque également que deux griffes 232 successives sont séparées l’une de l’autre par un évidement 235. Ces évidements 235 permettent de faciliter la mise en œuvre de ces griffes 232, c’est-à-dire de faciliter une étape au cours de laquelle ces griffes 232 sont rabattues sur le couvercle 220. Selon un exemple non illustré ici, les griffes sont ménagées sur le couvercle et elles sont alors rabattues contre la plaque collectrice.

La plaque collectrice 230 de la boîte collectrice 200 selon la présente invention comprend en outre au moins un moyen de reprise d’effort. Ce moyen de reprise d’effort permet avantageusement de répartir les forces subies par le couvercle 220 et par la plaque collectrice 230 sur une surface plus importante, de sorte que la pression exercée par ces pièces l’une sur l’autre est réduite. On comprend que cela permet avantageusement de pérenniser la tenue mécanique de la boîte collectrice 200 selon l’invention.

Par exemple, ce moyen de reprise d’effort comprend une pluralité de cavités 231 destinées à coopérer avec des dents 225 ménagées sur le couvercle 220. Cette coopération entre les dents 225 du couvercle 220 et les cavités 231 de la plaque collectrice 230 permet de sécuriser le sertissage du couvercle 220 évoqué ci-dessus et sera plus amplement détaillée ci-après. On entend par « coopérer », le fait qu’une face de chaque dent 225 vienne en appui contre un bord qui délimite, au moins partiellement, l’une des cavités 231. Cette coopération sera plus amplement détaillée dans la suite de la description. Tel qu’illustré, chaque cavité 231 est ménagée verticalement sous l’une des griffes 232. Autrement dit, ces cavités 231 sont ménagées en quinconce par rapport aux évidements 235 ménagées entre les griffes 232. Selon un exemple non illustré ici, les dents sont ménagées sur la plaque collectrice et coopèrent avec des cavités ménagées sur le couvercle.

La figure 2 représente la boîte collectrice 200 selon l’invention. Selon l’exemple illustré ici, cette boîte collectrice 200 est destinée à équiper un échangeur de chaleur dédié au traitement thermique d’un air de suralimentation d’un moteur à combustion interne turbocompressé d’un véhicule comprenant un tel échangeur de chaleur, grâce à un fluide caloporteur tel que de l’air ou de l’eau glycolée. En d’autres termes, selon l’exemple illustré ici, le premier fluide destiné à circuler dans le faisceau d’échange de chaleur est un flux d’air d’admission et le deuxième fluide traversant ce faisceau d’échange de chaleur est par exemple de l’air extérieur à l’habitacle du véhicule. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple et que toute autre application compatible avec l’invention est envisageable sans sortir du contexte de la présente invention.

Tel que précédemment décrit, la boîte collectrice 200 comprend la plaque collectrice 230 et le couvercle 220 solidaire de cette plaque collectrice 230. Au moins le couvercle 220 peut être réalisé en un matériau métallique. Préférentiellement, afin de réduire au maximum l’impact de cette boîte collectrice 200 sur la consommation de carburant du véhicule comprenant l’échangeur de chaleur équipé d’une telle boîte collectrice 200, au moins le couvercle 220 est réalisé en un matériau synthétique.

Tel qu’illustré, le couvercle 220 présente une forme de parallélépipède rectangle, ou sensiblement rectangle, c’est-à-dire que ce couvercle 220 comprend six faces 221, 222, 223, dont seulement trois sont visibles sur la figure 2, et que chacune de ces six faces présente une forme rectangulaire, ou sensiblement rectangulaire. Ainsi, ce couvercle 220 présente une face supérieure 221, une face inférieure, deux petites faces latérales 222 et deux grandes faces latérales 223, seulement deux de ces faces latérales étant visibles sur la figure 2. La face inférieure est la face du couvercle 220 au niveau de laquelle est solidarisée la plaque collectrice 230 et cette face inférieure n’est donc pas visible sur la figure 2.

Selon l’invention, le couvercle 220 présente un premier plan de symétrie PI dans lequel s’inscrivent l’axe longitudinal L et l’axe vertical V et un deuxième plan de symétrie P2 dans lequel s’inscrivent l’axe transversal T et l’axe vertical V. Autrement dit, les faces latérales 222, 223 sont symétriques deux à deux par rapport, respectivement, au premier plan de symétrie PI ou au deuxième plan de symétrie P2. Plus particulièrement, les deux grandes faces 223 sont symétriques par rapport au premier plan de symétrie PI et les deux petites faces 222 sont quant à elles symétriques par rapport au deuxième plan de symétrie

P2. H est entendu que la face inférieure du couvercle 220 est au moins partiellement ajourée, en l’espèce totalement ajourée, de sorte à permettre au premier fluide circulant dans l’espace interne de la boîte collectrice selon l’invention de rejoindre le faisceau d’échange de chaleur sur lequel est agencée ladite boîte collectrice. Alternativement, les faces de ce couvercle peuvent être différentes les unes des autres, c’est-à-dire non symétriques.

Tel qu’illustré, le conduit d’admission 210 émerge de la face supérieure 221 du couvercle 220 et s’étend majoritairement selon une droite parallèle à l’axe vertical V, en s’éloignant du volume interne de la boîte collectrice 200. Par exemple, ce conduit d’admission 210 peut être issu de matière avec la face supérieure 221 formant ainsi, avec le couvercle 220, un ensemble monobloc, c’est-à-dire un ensemble qui ne peut être séparé sans entrainer la détérioration du couvercle 220 ou du conduit d’admission 210. Tel que précédemment mentionné, l’échangeur de chaleur comprenant la boîte collectrice 200 selon l’invention est agencé sur un circuit dans lequel circule le premier fluide. Le conduit d’admission 210 comprend ainsi des nervures périphériques 211 configurées pour éviter qu’une conduite de ce circuit connectée à ce conduit d’admission 210 ne glisse et se désengage dudit conduit d’admission 210.

On remarque également que ce couvercle 220 comprend quatre fourreaux 224, seulement trois étant visible sur la figure 2, destinés à recevoir, chacun, un moyen de fixation configuré pour permettre la solidarisation de l’échangeur de chaleur équipé de cette boîte collectrice 200 sur le véhicule concerné. Tel qu’illustré, ces fourreaux 224 sont répartis aux quatre coins de la forme de parallélépipède rectangle que prend le couvercle 220. Avantageusement cette répartition permet de répartir de façon homogène les contraintes générées par ces moyens de fixation sur le couvercle 220.

Chaque face latérale 222, 223 comprend une pluralité de renforts 240 configurés pour rigidifier le couvercle 220, sans l’alourdir inutilement. Ces renforts 240 s’étendent, respectivement, selon une direction longitudinale, verticale ou transversale. Tel qu’illustré, une partie de ces renforts 240 s’étend également sur la face supérieure 221 du couvercle 220.

Tel que précédemment mentionné, le couvercle 220 est solidaire de la plaque collectrice 230, également représentée sur la figure 2. Cette plaque collectrice 230 présente une forme rectangulaire, ou sensiblement rectangulaire, et comprend ainsi deux côtés longitudinaux 233 - un seul étant visible sur la figure 2 - et deux côtés transversaux 234. Tel que précédemment, ces côtés sont symétriques deux à deux. Ainsi, les deux côtés longitudinaux 233 de cette plaque collectrice 230 sont symétriques par rapport au premier plan de symétrie PI et les deux côtés transversaux 234 sont quant à eux symétriques par rapport au deuxième plan de symétrie P2.

Sur cette figure 2 sont également illustrées les griffes 232 grâce auxquelles le couvercle 220 est serti sur cette plaque collectrice 230. Ces griffes 232 sont ainsi rabattues sur un bord d’étanchéité 226 qui borde la face inférieure du couvercle 220. Ce bord d’étanchéité 226 sera plus amplement décrit ci-après, en référence à la figure 3. Avantageusement, la plaque collectrice 230 présente un périmètre au moins supérieur à un périmètre de la face inférieure du couvercle 220, c’est-à-dire la face de ce couvercle tournée vers la plaque collectrice 230, de sorte que les griffes 232 s’étendent à l’extérieur de la boîte collectrice 200, c’est-à-dire en dehors de l’espace interne de cette boîte collectrice 200, tel que défini précédemment. On note que ces griffes 232 sont ménagées à la fois sur les côtés longitudinaux 233 et sur les côtés transversaux 234 de la plaque collectrice 230.

Tel que précédemment évoqué, des cavités 231 sont également ménagées dans la plaque collectrice 230. Ces cavités 231 sont configurées pour recevoir chacune une dent 225 ménagée sur ou issue du couvercle 220. Ces dents 225 seront plus amplement décrites ci-après en référence à la figure 3. On remarque que la plaque collectrice 230 comprend quatre cavités 231 ménagées sur l’un de ses côtés longitudinaux 233. Tel que décrit en référence à la figure 1, chacune de ces cavités 231 est ménagée en face de chacune des griffes 232 de la plaque collectrice 230. Autrement dit, ces cavités 231 sont ménagées dans une portion de paroi de la plaque collectrice 230 à partir de laquelle s’étendent les griffes 232. On remarque également que ces cavités 231 sont ménagées dans une portion de la paroi qui s’étend perpendiculairement, ou sensiblement perpendiculairement à la griffe 232 sous laquelle elle est ménagée, lorsque cette griffe 232 est rabattue.

Tel qu’évoqué ci-dessus, les deux côtés longitudinaux 233 de cette plaque collectrices 230 sont symétriques par rapport au premier plan de symétrie PI, de sorte qu’on comprend que quatre cavités sont également ménagées sur l’autre côté longitudinal de cette plaque collectrice 230. Seulement à titre d’exemple, on remarque qu’aucune cavité n’est ménagée sur les côtés transversaux 234 de la plaque collectrice 230.

Chacune des dents 225 issues du couvercle 220 est ménagée en regard de l’une de ces cavités 231. En d’autres termes, ces dents 225 sont ménagées sur les grandes faces 223 du couvercle 220. Il est entendu que cette répartition n’est qu’un exemple de réalisation de la présente invention et que des cavités et des dents pourraient être respectivement ménagées sur les côtés transversaux de la plaque collectrice et sur les petites faces du couvercle sans sortir du contexte de la présente invention. De même, le nombre de cavités et le nombre de dents représentées sur cette figure ne sont donnés qu’à titre d’exemple et ne sont pas limitatifs de la présente invention.

En référence à la figure 3, nous allons maintenant décrire plus en détails le bord d’étanchéité 226 du couvercle 220 sur lequel sont rabattues les griffes ménagées sur la plaque collectrice, ainsi que les dents 225 ménagées sur le couvercle 220 et destinées à coopérer avec les cavités ménagées dans la plaque collectrice.

Cette figure 3 illustre ainsi une portion inférieure du couvercle 220, c’est-à-dire une portion de ce couvercle 220 la plus proche de la plaque collectrice lorsque cette plaque collectrice et ce couvercle 220 sont solidarisés.

Tel que représenté, le bord d’étanchéité 226 sur lequel sont rabattues les griffes de la plaque collectrice borde la face inférieure du couvercle 220, c’est-à-dire la face de ce couvercle 220 tournée vers la plaque collectrice lorsque cette dernière est solidarisée sur le couvercle 220. Ce bord d’étanchéité 226 comprend une face inférieure tournée vers la plaque collectrice, une face supérieure 227 opposée à cette face inférieure le long de l’axe vertical V et deux faces latérales 228. Une première face latérale est tournée vers l’espace interne de la boîte collectrice et est par exemple visible sur les figures 6 et 7, et une deuxième face latérale 228 s’étend quant à elle à l’extérieur de cette boîte collectrice, c’està-dire qu’elle est tournée vers l’environnement externe qui entoure cette boîte collectrice. Ce bord d’étanchéité 226 s’étend principalement à l’extérieur de la boîte collectrice, c’està-dire à l’opposé de l’espace interne de cette boîte collectrice.

Bien que partiellement représenté sur cette figure 3, on comprend que le bord d’étanchéité 226 s’étend sur tout un pourtour de la face inférieure du couvercle 220.

Les dents 225 sont ménagées sur la deuxième face latérale 228 de ce bord d’étanchéité 226, c’est-à-dire la face de ce bord d’étanchéité 226 tournée vers l’extérieur de la boîte collectrice de sorte à pouvoir coopérer avec les cavités ménagées sur la plaque collectrice. Selon l’exemple illustré ici, toutes les dents sont identiques, ou sensiblement identiques, à la fois en termes de formes et de dimensions, de sorte que les caractéristiques portées sur l’une de ces dents 225 est directement transposable aux autres dents 225. Chacune de ces dents 225 présente la forme d’un prisme droit à base sensiblement rectangulaire. Chaque dent 225 présente ainsi une butée 229 qui s’étend depuis la deuxième face latérale 228 du bord d’étanchéité 226 en éloignement de cette deuxième face latérale 228 et trois pans 239. Selon l’invention, chaque butée 229 de chaque dent 225 est destinée à former butée à un bord qui délimite, au moins partiellement, la cavité destinée à recevoir la dent 225 concernée. La butée 229 ainsi que chacun des pans 239 de chaque dent 225 présentent une surface plane. On remarque également que l’un des pans 239 de chaque dent 225 est incliné de sorte à faciliter l’insertion de la dent 225 concernée dans la cavité qui lui correspond. Selon un exemple non illustré ici, les dents peuvent présenter des formes différentes, à condition que chacune d’entre elles comprennent au moins un pan destiné à venir en butée contre l’un des bords qui participent à délimiter les cavités.

Nous allons maintenant décrire plus amplement la plaque collectrice 230 en référence aux figures 4 et 5.

La figure 4 représente, en perspective vue de dessus, une portion de la plaque collectrice 230. La figure 5 représente quant à elle une vue en coupe transversale de la plaque collectrice 230.

Tel que précédemment évoqué, cette plaque collectrice 230 présente une forme rectangulaire ou sensiblement rectangulaire, comprenant ainsi deux côtés longitudinaux 233 et deux côtés transversaux 234. Cette plaque collectrice 230 comprend une série d’orifices 242 empilés le long d’une direction parallèle à la direction longitudinale L et s’étendant, respectivement, parallèlement à l’axe transversal T. Selon un exemple de réalisation, ces orifices 242 sont destinés à recevoir les tubes plats formant le faisceau d’échange de chaleur de l’échangeur de chaleur sur lequel est destinée à être montée la boîte collectrice selon la présente invention. Par exemple, ces tubes plats peuvent être brasés sur la plaque collectrice 230.

Ces orifices 242 sont des fentes et sont dans leur ensemble bordés par une goulotte 236, particulièrement visible sur la figure 5. Tel qu’illustré sur la figure 5, cette goulotte 236 est délimitée par une paroi 237 de la plaque collectrice 230 porteuse des griffes 232 précédemment décrites. On comprend donc que cette goulotte 236 est destinée à recevoir une partie du bord d’étanchéité du couvercle, et plus particulièrement au moins la face inférieure de ce bord d’étanchéité de sorte que les griffes 232 puisse être rabattues sur la face supérieure de ce bord d’étanchéité.

Tel que précédemment mentionné, chaque cavité 231 est ménagée sous une griffe 232. Autrement dit, ces cavités 231 sont ménagées dans la paroi 237 de la plaque collectrice 230 qui participe à délimiter la goulotte 236 et qui porte les griffes 232. Chaque cavité 231 est délimitée par au moins un bord supérieur 241 contre lequel la butée 229 de l’une des dents 225 ménagées sur le couvercle 220 est destinée à venir en appui. En d’autres termes, cette butée 229 forme butée au bord supérieur 241 de la cavité 231 concernée.

Tel qu’illustré sur la figure 5, un dispositif d’étanchéité 238 est agencé contre un fond 239 de la goulotte 236. On comprend de cette figure 5 que ce dispositif d’étanchéité 238 s’étend sur tout un périmètre de la goulotte 236 dans laquelle il est reçu. Selon l’exemple illustré ici, ce dispositif d’étanchéité 238 est un joint torique.

Tel que représenté sur la figure 6, ce dispositif d’étanchéité 238 est écrasé par le couvercle 220 lorsque celui-ci est solidarisé sur la plaque collectrice 230. Ce dispositif d’étanchéité 238 permet avantageusement d’éviter de potentielles fuites entre le couvercle 220 et la plaque collectrice 230 et ainsi de s’assurer que la totalité du premier fluide qui circule dans la boîte collectrice 200 selon l’invention rejoigne le faisceau d’échange de chaleur de l’échangeur de chaleur sur lequel est agencée la boîte collectrice 200 selon l’invention.

Cette figure 6 illustre ainsi une portion de la boîte collectrice 200 selon l’invention vue en coupe transversale, cette coupe transversale étant réalisée selon un plan passant par l’une des dents 225 ménagées sur le couvercle 220 et entre deux orifices 242 immédiatement adjacents. On comprend donc que cette figure 6 illustre plus particulièrement une portion de la boîte collectrice 200 au niveau de laquelle le couvercle 220 et la plaque collectrice 230 sont liés.

Cette figure 6 rend ainsi partiellement visible l’espace interne 400 de la boîte collectrice 200. Tel que précédemment évoqué, la face inférieure 247 du bord d’étanchéité 226 bordant la face inférieure du couvercle 220 est reçue dans la goulotte 236. On remarque que la face inférieure 247 du bord d’étanchéité 226 écrase le dispositif d’étanchéité 238 disposé contre le fond 239 de cette goulotte 236, de sorte à assurer l’étanchéité entre le couvercle 220 et la plaque collectrice 230. Tel que précédemment mentionné, les griffes 232 ménagées sur la paroi 237 de la plaque collectrice 230 sont rabattues contre la face supérieure 227 du bord d’étanchéité 226. La première face latérale 248 de ce bord d’étanchéité 226 est quant à elle tournée vers les orifices ménagés dans la plaque collectrice 230 et la deuxième face latérale 228 de ce bord d’étanchéité 226 porte quant à elle une pluralité de dents 225 telles que décrites ci-dessus, une seule de ces dent 225 étant visible sur la figure 6. Tel que précédemment décrit, cette dent 225 est reçue dans l’une des cavités 231 ménagées dans la plaque collectrice 230 de sorte que la butée 229 de cette dent 225 soit en contact avec le bord supérieur 241 de la cavité 231 concernée.

On comprend que la coopération de ces dents 225 avec ces cavités 231 permet d’augmenter la surface de contact entre le couvercle 220 et la plaque collectrice 230. En effet, tel qu’illustré sur la figure 6, la griffe 232 rabattue et la face supérieure 227 du bord d’étanchéité 226 forment une première zone d’appui entre la plaque collectrice 230 et le couvercle 220, cette première zone d’appui formant le moyen de solidarisation 300 du couvercle 220 sur la plaque collectrice 230, et la butée 229 de la dent 225 et le bord supérieur 241 de la cavité 231 forment une deuxième zone d’appui, cette deuxième zone d’appui formant le moyen de reprise d’effort 301. La présente invention permet donc de répartir la force qu’exerce chacune de ces pièces sur l’autre sur une surface plus importante de sorte que l’effort, subi notamment par les griffes 232 de la plaque collectrice 230, est réduit, améliorant ainsi la résistance mécanique de ces griffes 232 et donc pérennisant la tenue mécanique du couvercle 220 par rapport à la plaque collectrice 230.

Selon l’invention, un premier plan P3 dans lequel s’inscrit majoritairement le moyen de reprise d’effort 301 est parallèle à un deuxième plan P4 dans lequel s’inscrit majoritairement le moyen de solidarisation 300. Selon l’exemple illustré ici, le premier plan P3 dans lequel s’inscrit le moyen de reprise d’effort 301 et le deuxième plan P4 dans lequel s’inscrit le moyen de solidarisation 300 sont tous deux perpendiculaires à un troisième plan P5 dans lequel s’inscrit majoritairement la deuxième face latérale 228 du bord d’étanchéité 226. Autrement dit, un angle a formé entre le premier plan P3 et le troisième plan P5 est égal, ou sensiblement égal, à 90°. Le premier plan P3 étant parallèle au deuxième plan P4, on comprend que ce deuxième plan P4 forme également un angle a égal, ou sensiblement égal, à 90° avec le troisième plan P5.

Avantageusement, la coopération entre chacune des dents 225 et chacune des cavités 231 permet également de réaliser un pré-assemblage du couvercle 220 sur la plaque collectrice 230. Avantageusement, ce pré-assemblage assure ainsi une liaison mécanique qui empêche une séparation du couvercle 220 et de la plaque collectrice 230 lors du rabattement des griffes 232 sur la face supérieure 227 du bord d’étanchéité 226 du couvercle 220.

Selon un exemple illustré sur la figure 7, le deuxième plan P4 dans lequel s’inscrit le moyen de solidarisation 300 forme un angle β compris entre 5° et 35° avec le premier plan P3 dans lequel s’inscrit le moyen de reprise d’effort 301. La formation de cet angle β compris entre 5° et 35° permet avantageusement d’augmenter la fonction de sertissage opérée par la griffe 232 au droit de laquelle est ménagé la dent inclinée 225. En effet, on comprend que, grâce à cette inclinaison, une force exercée par la dent 225 contre le bord supérieur 241 de la cavité 231 concernée, résultant d’une augmentation de force exercée sur le couvercle 220, tend à rabattre d’avantage la griffe 232 contre la face supérieure 227 du bord d’étanchéité, sécurisant ainsi la fixation du couvercle 220 sur la plaque collectrice 230.

La présente invention propose ainsi un moyen simple et peu coûteux à mettre en œuvre qui permet d’augmenter la surface de contact entre le couvercle et la plaque collectrice d’une boîte collectrice de sorte que les contraintes mécaniques subies par chacune de ces pièces sont réduites, améliorant ainsi la résistance mécanique d’une telle boîte collectrice.

La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tous moyens et configuration équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En particulier, la disposition et la forme des dents et des cavités peuvent être modifiées sans nuire à la présente invention dans la mesure où elles remplissent les fonctionnalités décrites dans le présent document.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Boîte collectrice (200) pour un échangeur de chaleur (100), la boîte collectrice (200) comprenant au moins une plaque collectrice (230) et un couvercle (220), la boîte collectrice (200) comprenant au moins un moyen de solidarisation (300) du couvercle (220) sur la plaque collectrice (230), caractérisé en ce que la boîte collectrice (200) comprend au moins un moyen de reprise d’effort (301) et en ce que le moyen de reprise d’effort (301) s’étend sur au moins un premier plan (P3) distinct d’un deuxième plan (P4) dans lequel s’inscrit le moyen de solidarisation (300).
2. 2. Boîte collectrice (200) selon la revendication précédente, dans laquelle le premier plan (P3) et le deuxième plan (P4) sont parallèles à +/- 15°.
3. 3. Boîte collectrice (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le moyen de solidarisation (300) comprend au moins une griffe (232) ménagée sur la plaque collectrice (230), cette griffe (232) étant rabattue contre le couvercle (220).
4. 4. Boîte collectrice (200) selon la revendication précédente, dans laquelle un bord d’étanchéité (226) est ménagé sur un pourtour du couvercle (220) et dans laquelle la griffe (232) est rabattue contre une face supérieure (227) de ce bord d’étanchéité (226).
5. 5. Boîte collectrice (200) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans laquelle le moyen de reprise d’effort (301) comprend au moins une butée (229) agencée en appui d’un bord (241) délimitant au moins partiellement une cavité (231).
6. 6. Boîte collectrice (200) selon la revendication précédente, dans laquelle la butée (229) est formée par une face d’une dent (225) ménagée sur le couvercle (220) et dans laquelle ladite au moins une cavité (231) est ménagée dans la plaque collectrice (230).
7. 7. Boîte collectrice (200) selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, dans laquelle ladite au moins une cavité (231) est ménagée entre la griffe (232) et une face inférieure de la plaque collectrice (230).
8. 8. Boîte collectrice (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec les revendications 4 et 6, dans laquelle la plaque collectrice (230) et le couvercle (220) délimitent un espace interne (400) de la boîte collectrice (200), dans laquelle le bord d’étanchéité (226) ménagé sur le couvercle (220) comprend une première face latérale (248) tournée vers l’espace interne (400) et une deuxième face latérale (228) tournée vers un environnement extérieur au couvercle, la dent 5 (225) étant ménagée sur la deuxième face latérale (228) du bord d’étanchéité (226).
9. 9. Boîte collectrice (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le moyen de reprise d’effort (301) forme également un moyen de pré-assemblage du couvercle (220) sur la plaque collectrice (230).
10. 10. Echangeur de chaleur (100) pour véhicule automobile, comprenant au

    10 moins une boîte collectrice (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes et un faisceau d’échange de chaleur (110) solidaire de la plaque collectrice (230) de la boîte collectrice (200)